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球的体积公式和表面积公式

球的体积公式和表面积公式

2023-11-09 16:13 744浏览

所谓球体,是指一个半圆绕直径所在直线旋转一周所成的空间几何体,简称球,半圆的半径即是球的半径。球体是有且只有一个连续曲面的立体图形,这个连续曲面叫球面。球体在任意一个平面上的正投影都是等大的圆,且投影圆直径等于球体直径。

球的体积公式

V=(4/3)πr^3 这里4π/3是常量,R是自变量(球体的半径),V是函数。

解析:三分之四乘圆周率乘半径的三次方 。

球的体积公式推导:

在球面上,两点之间的最短连线的长度,就是经过这两点的大圆在这两点间的一段劣弧的长度,我们把这个弧长叫做两点的球面距离。

先推导上半球的体积,再乘以2就行。假设上半球放在地平面上,(半径r)。

考虑高度为h处的体积,从h变化到h+dh过程中,体积可以看出是一个圆柱体的体积,这个圆柱体高为dh,半径^2+h^2=r^2。由此可知此圆柱体的体积表达式。

然后把表达式对h积分,从0积到r(因为h最高能达到r)。做完这个定积分,就是上半球的体积了。再乘以2就是整个球的体积。

球的表面积公式

S=4πR^2 (R为球半径.)

解析:球体表面积,是指球面所围成的几何体的面积,它包括球面和球面所围成的空间。球体是有且只有一个连续曲面的立体图形,这个连续曲面叫球面。

球表面积公式推导:

设球 的半径为R,我们把球面任意分割为一些“小球面片”,它们的面积分别用

S1,△S2△S3......△Si...表示,则球的表面积:

S=△S1+△S2+ △S3+...+△Si+...

以这些“小球面片”为底,球心为顶点的“小锥体”的体积和等于球的体积,这些“小锥体”可近似地看成棱锥,“小锥体”的底面积△Si可近似地等于“小锥体”的底面积,球的半径R近似地等于小棱锥的高hi,因此,第i个小棱锥的体积Vi=hi* △Si,当“小锥体”的底面非常小时小锥体的底几乎是“平的”于是球的体积:V~(h1*△S1+h2*

S2+...hi*Si+...)/3.又S=S1+△S2+..…△Si+.

可得V~RS/3,

又·V=4mRA3/4(3分之4倍的mR的立方),

S=4R的平方 即为球的表面积公式。

球体性质

用一个平面去截一个球,截面是圆面。

1、球心和截面圆心的连线垂直于截面。

2、 球心到截面的距离d与球的半径R及截面的半径r有下面的关系:r^2=R^2-d^2

球面被经过球心的平面截得的圆叫做大圆,被不经过球心的截面截得的圆叫做小圆。

在球面上,两点之间的最短连线的长度,就是经过这两点的大圆在这两点间的一段劣弧的长度,我们把这个弧长叫做两点的球面距离。

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